KR101716412B1 - 철도용 2주파 단신 중계 장치 - Google Patents

철도용 2주파 단신 중계 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역에서 이동 무전기들 간의 음성 통화를 제공하기 위한 철도용 2주파 단신 중계 장치로서, 이동 무전기 또는 VHF 중계 제어 장치와 VHF 신호를 송수신하는 상향 멀티플렉서와, 상향 멀티플렉서에 비해 VHF 중계 제어 장치로부터 상대적으로 멀게 배치되어 이동 무전기와 VHF 신호를 송수신하는 하향 멀티플렉서 및 상향 멀티플렉서 또는 하향 멀티플렉서를 통해 수신된 VHF 신호를 증폭하거나 수신된 VHF 신호의 주파수를 변조하는 디지털 신호 처리부(Digital Signal Processor)를 포함하고, 디지털 신호 처리부는 상향 멀티플렉서를 통해 이동 무전기의 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 상기 제1주파수 대역과 소정의 간격을 갖는 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수를 변조하고 증폭하여 상향 멀티플렉서를 통해 VHF 중계 제어 장치 방향에 해당하는 제1방향으로 송신하고, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 하향 멀티플렉서를 통해 제1방향과 반대되는 제2방향으로 송신하는 것을 특징으로 한다.

Description

철도용 2주파 단신 중계 장치{DUAL FREQUENCY SIMPLEX REPEATER APPARATUS FOR RAILWAY}
본 발명은 중계 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역에서 이동 무전기들 간의 끊김 없는 음성 통화를 제공하기 위한 철도용 2주파 단신 중계 장치에 관한 것이다.
현재 한국의 일반 철도에서 사용하는 무선 통신 수단으로 자가망 형태의 열차무선시스템이 구축되어 운영되고 있다. 열차무선시스템은 열차의 안전한 운행을 위해서 철도관제센터, 기관사, 승무원, 유지보수자 간 소통에 필요한 무선의 음성 통화 기능을 제공한다.
일반적으로 철도는 지상개방구간과, 터널 및 지하구간과 같은 전파 음영 지역으로 구성된다. 열차무선시스템을 이용한 무선 통신에 있어서, 종래에 터널 및 지하구간과 같은 전파 음영 지역에 설치되어 사용되는 2주파 단신 중계 장치를 통해서는 무전기를 이용한 다자간(多者間) 통신이 불가능한 구역이 존재하는 문제가 있었다.
구체적으로, 터널 및 지하구간에는 소정의 개수의 2주파 단신 중계 장치가 설치되어 기관사, 승무원, 또는 유지보수자가 사용하는 이동 무전기(차상 무전기, 휴대용 무전기 등) 간의 무선 통신을 중계하지만, 이동 무전기의 성능 상 문제로 이동 무전기들이 어느 정도 이상의 거리로 이격되면 서로 통신이 불가능하다는 문제가 있었으며, 이를 해결하기 위해 2주파 단신 중계 장치 개수를 늘릴 경우 2주파 단신 중계 장치의 설치 비용 및 유지 보수 비용이 증가하는 문제가 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 10-0778776호(2007. 11. 16 공고, 발명의 명칭: 유/무선 통신망을 이용한 열차 승강장 비상 통화 시스템 및그 제어방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 2주파 단신 중계 장치의 개수를 증가시키지 않고, 기존에 구축된 2주파 단신 중계 장치를 그대로 이용하면서 원거리로 이격된 이동 무전기들 간의 음성 통화 기능을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 2주파 단신 중계 장치의 일 방향에서 수신되는 이동 무전기의 VHF 신호를 주파수 변조함으로써 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역에서 다자간 음성 통화가 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 디지털 변파 방식을 통해 이동 무전기의 VHF 신호를 주파수 변조함으로써 변조된 채널의 잡음 레벨을 낮추고 신호 품질을 유지하는 것을 목적으로 한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치는, 이동 무전기 또는 VHF 중계 제어 장치와 VHF 신호를 송수신하는 상향 멀티플렉서와, 상기 상향 멀티플렉서에 비해 상기 VHF 중계 제어 장치로부터 상대적으로 멀게 배치되어 상기 이동 무전기와 VHF 신호를 송수신하는 하향 멀티플렉서; 및 상기 상향 멀티플렉서 또는 하향 멀티플렉서를 통해 수신된 VHF 신호를 증폭하거나 상기 수신된 VHF 신호의 주파수를 변조하는 디지털 신호 처리부(Digital Signal Processor)를 포함하고, 상기 디지털 신호 처리부는 상기 상향 멀티플렉서를 통해 이동 무전기의 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 상기 제1주파수 대역과 소정의 간격을 갖는 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수를 변조하고 증폭하여 상기 상향 멀티플렉서를 통해 상기 VHF 중계 제어 장치 방향에 해당하는 제1방향으로 송신하고, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 상기 하향 멀티플렉서를 통해 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 2주파 단신 중계 장치의 개수를 증가시키지 않고, 기존에 구축된 2주파 단신 중계 장치를 그대로 이용하면서 원거리로 이격된 이동 무전기들 간의 음성 통화 기능을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 2주파 단신 중계 장치의 일 방향에서 수신되는 이동 무전기의 VHF 신호를 주파수 변조함으로써 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역에서 다자간 음성 통화가 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면, 디지털 변파 방식을 통해 이동 무전기의 VHF 신호를 주파수 변조함으로써 변조된 채널의 잡음 레벨을 낮추고 신호 품질을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치를 포함하는 열차무선시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치와 VHF 중계 제어 장치 간의 신호 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치를 통한 이동 무전기의 신호 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치와 VHF 중계 제어 장치 사이에 이동 무전기가 위치한 경우의 신호 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치의 디지털 신호 처리부를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 디지털 신호 처리부의 제1변환기의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7의 디지털 신호 처리부의 제2변환기의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목, 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목, 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치를 포함하는 열차무선시스템을 나타내는 도면이다.
열차무선시스템은 열차의 안전한 운행을 위해 VHF(Very High Frequency) 대역을 이용한 무선의 음성 통화 기능을 제공하는 시스템이다. 이를 위해, 열차무선시스템은 VHF 중계 제어 장치(1), 및 2주파 단신 중계 장치(10)를 포함하여 VHF 신호를 중계함으로써 기관사, 승무원, 유지보수자 등이 이동 무전기(2)를 통해 음성 통화할 수 있도록 한다.
VHF 대역을 이용한 열차무선시스템은 2주파 단신 중계 장치(10)와 이동 무전기(2)들 사이에서 총 4개의 채널(CH1~CH4)에 각각 할당된 4개의 주파수 대역의 VHF 신호를 이용한 무선 통화로를 제공한다. 채널1(CH1)과 채널2(CH2)는 1주파 단신 방식으로 사용되고, 채널3(CH3)과 채널4(CH4)는 2주파 단신 방식으로 사용될 수 있다. 1주파 단신 방식은 송신하는 VHF 신호의 주파수 대역과 수신하는 VHF 신호의 주파수 대역이 동일한 통화 방식을 의미하고, 2주파 단신 방식은 송신하는 VHF 신호의 주파수 대역과 수신하는 VHF 신호의 주파수 대역이 상이한 주파수 쌍을 이용한 통화 방식을 의미한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치는 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역에서 이동 무전기(2)들의 다자간(多者間) 음성 통화가 가능하도록, 송신하는 이동 무전기(2)는 채널1(CH1)이나 채널2(CH2)를 이용하여 VHF 신호를 송신하고, 수신하는 이동 무전기(2)는 채널3(CH3)이나 채널4(CH4)를 이용하여 VHF 신호를 수신하도록 한다. 이하에서는 이를 위한 본 발명의 구체적인 특징을 살펴보기로 한다.
VHF 중계 제어 장치(1)는 이동 무전기(2)들 간의 음성 통화, 또는 이동 무전기(2)와 2주파 단신 중계 장치(10) 간의 음성 통화를 중계한다. VHF 중계 제어 장치(1)는 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역의 외부에서 이동 무전기(2) 또는 2주파 단신 중계 장치(10)와 VHF 신호를 송수신한다.
2주파 단신 중계 장치(10)는 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역의 내부에서 VHF 신호를 송수신한다. 2주파 단신 중계 장치(10)는 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역에서 복수의 이동 무전기(2) 간의 다자간 통화가 가능하도록 한다. 이를 위해, 2주파 단신 중계 장치(10)는 이동 무전기(2)에서 송신하는 VHF 신호의 주파수 대역과, 이동 무전기(2)에서 수신하는 VHF 신호의 주파수 대역이 상이하도록 이동 무전기(2)에서 송신하는 VHF 신호의 주파수를 변조한다. 예컨대, 전술한 바와 같이 VHF 대역을 이용한 열차무선시스템은 총 4개의 채널에 각각 할당된 4개의 주파수 대역을 이용하고, 채널1(CH1)과 채널2(CH2)가 1주파 단신 방식으로 사용되고, 채널3(CH3)과 채널4(CH4)가 2주파 단신 방식으로 사용될 수 있으므로, 2주파 단신 중계 장치(10)는 채널1(CH1)이나 채널2(CH2)에 할당된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 채널3(CH3)이나 채널4(CH4)에 할당된 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서 2주파 단신 중계 장치(10)는 이동 무전기(2)에서 수신되는 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제1주파수 대역과 소정의 간격을 갖는 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수를 변조한다. 일례로, 제1주파수 대역은 153.44MHz로 할당되어 종래의 열차무선시스템에서 이용되는 주파수 대역을 이용할 수 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 소정의 간격은 제1주파수 대역과 제2주파수 대역이 서로 간섭받지 않기 위한 최소한의 주파수 간격을 의미한다. 이하에서는, 이동 무전기(2) 또는 VHF 중계 제어 장치(1)가 송신하는 VHF 신호는 제1주파수 대역의 신호인 것으로 호칭하고, 2주파 단신 중계 장치(10)에 의해 주파수 변조된 VHF 신호는 제2주파수 대역의 신호인 것으로 호칭하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, VHF 중계 제어 장치(1)와 2주파 단신 중계 장치(10)의 사이, 및 2주파 단신 중계 장치(10)들의 사이에는 누설동축케이블(Leakage Coaxial Cable)(3)이 설치된다.
누설동축케이블(3)은 동축케이블의 외부도체에 일정한 간격으로 홈을 만들어 미약한 전파를 발생시키는 케이블이다. 누설동축케이블(3)은 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역에 설치되어 열차무선시스템의 안테나 역할을 한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 2주파 단신 중계 장치(10)들은 누설동축케이블(3)을 통해 이동 무전기(2) 또는 VHF 중계 제어 장치(1)의 VHF 신호를 송수신할 수 있고, 이동 무전기(2)들은 누설동축케이블(3)에서 누설되는 VHF를 수신하여 서로 음성 통화가 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치(10)는 상향 멀티플렉서(100), 하향 멀티플렉서(200), 및 디지털 신호 처리부(300)를 포함한다.
상향 멀티플렉서(100) 및 하향 멀티플렉서(200)는 이동 무전기(2) 또는 VHF 중계 제어 장치(1)와 VHF 신호를 송수신한다. 본 발명의 실시예에서 상향 및 하향은 VHF 중계 제어 장치(1)와의 상대적인 위치를 기초로 할 수 있다. 예컨대, VHF 중계 제어 장치(1)와 상대적으로 더 가까운 방향을 상향으로 결정하고, VHF 중계 제어 장치(1)와 상대적으로 더 먼 방향을 하향으로 결정하기로 한다.
따라서, 상향 멀티플렉서(100)는 하향 멀티플렉서(200)에 비해 VHF 중계 제어 장치(1)와 가깝게 배치된 멀티플렉서이다.
디지털 신호 처리부(DSP, Digital Signal Processor)(300)는 상향 멀티플렉서(100) 및 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 VHF 신호를 처리한다. 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100) 및 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 VHF 신호를 증폭하거나 수신되는 VHF 신호의 주파수를 변조할 수 있다.
구체적으로, 디지털 신호 처리부(300)는 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역의 외부에 위치한 VHF 중계 제어 장치(1)가 송신하는 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 송신한다. 특히, 전술한 바와 같이, VHF 중계 제어 장치(1)와 인접하게 배치되는 멀티플렉서를 상향 멀티플렉서(100)로 설정하였으므로 VHF 중계 제어 장치(1)에서 송신하는 제1주파수 대역의 VHF 신호는 상향 멀티플렉서(100)가 수신한다.
디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 VHF 중계 제어 장치(1)에서 송신하는 제1주파수 대역의 VHF 신호를 상향에서 수신하고, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 하향 멀티플렉서(200)를 통해 하향으로 송신한다. 이하에서는 2주파 단신 중계 장치(10))로부터 VHF 중계 제어 장치(1) 방향에 해당하는 상향을 제1방향으로 호칭하고, 이에 반대되는 하향을 제2방향으로 호칭하기로 한다. 이와 같이, 디지털 신호 처리부(300)는 VHF 중계 제어 장치(1)로부터 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면 이를 증폭하여 하향 멀티플렉서(200)를 통해 제2방향으로 송신함으로써, 제2방향에 위치한 타 2주파 단신 중계 장치 또는 이동 무전기(2)가 VHF 중계 제어 장치(1)의 VHF 신호를 수신할 수 있도록 한다.
또한, 디지털 신호 처리부(300)는 터널 및 지하 구간과 같은 전파 음영 지역의 내부에 위치한 이동 무전기(2)의 VHF 신호를 증폭하거나 주파수 변조한다. 구체적으로, 2주파 단신 중계 장치(10)는 상향 멀티플렉서(100)와 하향 멀티플렉서(200)를 포함하므로, 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100) 또는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신된 이동 무전기(2)의 VHF 신호를 처리할 수 있다. 이하에서는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신된 VHF 신호에 대한 처리 및 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신된 VHF 신호에 대한 처리 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.
첫째로, 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신되는 VHF 신호를 주파수 변조 및 증폭하여 상향 멀티플렉서(100)를 통해 제1방향으로 송신하고, 수신되는 VHF 신호를 증폭하여 하향 멀티플렉서(100)를 통해 제2방향으로 송신한다.
전술한 바와 같이, 이동 무전기(2)가 송신하는 VHF 신호는 제1주파수 대역의 신호이므로, 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되는 경우, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수를 변조하고 증폭하여 상향 멀티플렉서(100)를 통해 제1방향으로 송신하고, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 하향 멀티플렉서(100)를 통해 제2방향으로 송신한다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 2주파 단신 중계 장치(10)로부터 제1방향에 위치하는 이동 무전기(2)로부터 VHF 신호가 수신되면, 해당 VHF 신호를 주파수 변조하고 증폭하여 제1방향으로 송신함으로써 2주파 단신 중계 장치(10)로부터 제1방향에 위치하는 타 이동 무전기가 주파수 변조된 이동 무전기(2)의 VHF 신호를 수신하도록 할 수 있다. 그로 인해 이동 무전기(2) 및 타 이동 무전기는 제1주파수 대역의 VHF 신호와 제2주파수 대역의 VHF 신호를 각각 송수신함으로써, 다자간 음성 통화가 가능하다.
특히, 본 발명의 실시예에서 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조하여 증폭하는 것은, 동일한 주파수 대역의 신호가 루프백(Loopback)되어 반복적으로 입력됨에 따른 고장을 방지하기 위한 것이다. 즉, 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호를 주파수 변조하지 않고 증폭만 하여 제1방향으로 송신할 경우, 누설동축케이블(3)을 통해 해당 VHF 신호가 누설되고 누설된 VHF 신호가 상향 멀티플렉서(100)를 통해 다시 수신된다. 그리고 이러한 과정을 거치면서 해당 VHF 신호를 계속해서 증폭할 경우 2주파 단신 중계 장치(10)가 고장날 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조하여 송신한다. 이 때, 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신되는 제2주파수 대역의 VHF 신호는 차단함으로써 2주파수 대역의 VHF 신호가 루프백되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신된 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조할 때, 하향 멀티플렉서(100)를 통해 수신되는 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조된 상기 이동 무전기(2)의 제2주파수 대역의 VHF 신호를 차단할 수 있다.
전술한 바와 같이 상기 이동 무전기(2)에서 송신하는 제1주파수 대역의 VHF 신호는 증폭되어 하향 멀티플렉서(200)를 통해 제2방향으로 송신되기 때문에, 2주파 단신 중계 장치(10)로부터 제2방향에 위치한 타 2주파 단신 중계 장치에서도 상기 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조하여 송신한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 이동 무전기(2)와 가장 인접하게 배치된 2주파 단신 중계 장치(10)를 통해 주파수 변조된 VHF 신호만을 이용할 수 있도록 타 2주파 단신 중계 장치에서 주파수 변조된 VHF 신호는 차단할 수 있다.
둘째로, 디지털 신호 처리부(300)는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 VHF 신호를 증폭하여 상향 멀티플렉서(100)를 통해 제1방향으로 송신한다.
구체적으로, 디지털 신호 처리부(300)는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호, 및 제1주파수 대역의 VHF 신호가 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조되어 수신되는 제2주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 상향 멀티플렉서(100)를 통해 제1방향으로 송신할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신될 수 있는 VHF 신호에는 이동 무전기(2)가 송신한 제1주파수 대역의 VHF 신호뿐만 아니라, 해당 제1주파수 대역의 VHF 신호가 타 2주파 단신 중계 장치에 의해서 주파수 변조된 제2주파수 대역의 VHF 신호도 포함되므로, 디지털 신호 처리부(300)는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 VHF 신호를 모두 증폭하여 제1방향으로 송신한다.
특히, 본 발명의 실시예에서 디지털 신호 처리부(300)는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호, 및 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조된 상기 이동 무전기(2)의 제2주파수 대역의 VHF 신호를 함께 수신될 때, 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기와 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조된 상기 이동 무전기(2)의 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기를 비교할 수 있다. 그리고, 디지털 신호 처리부(300)는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기가 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조된 상기 이동 무전기(2)의 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기 보다 센 경우, 하향 멀티플렉서(200)를 통해 함께 수신되는 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조된 제2주파수 대역의 VHF 신호를 차단할 수 있다.
즉, 이동 무전기(2)로부터 하향 멀티플렉서(200)에 직접 수신되는 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기가 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조 및 증폭된 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기 보다 센 경우에는 제2주파수 대역의 VHF 신호를 증폭할 필요 없이 이동 무전기(2)와 타 이동 무전기가 제1주파수 대역의 VHF 신호를 통해 음성 통화하도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 실시예에서 디지털 신호 처리부(300)는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기가 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조되어 수신되는 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기 보다 센 경우에는 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조된 제2주파수 대역의 VHF 신호를 차단함으로써, 이동 무전기(2)와 타 이동 무전기가 제1주파수 대역의 VHF 신호를 이용하여 음성 통화하도록 할 수 있다.
반면, 디지털 신호 처리부(300)는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기가 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조되어 수신되는 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기 이하인 경우, 하향 멀티플렉서(200)를 통해 함께 수신되는 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조된 제2주파수 대역의 VHF 신호를 차단하지 않고 제1주파수 대역의 VHF 신호와 함께 증폭하여 상향 멀티플렉서(100)를 통해 제1방향으로 송신한다.
즉, 이 경우에는 이동 무전기(2)가 2주파 단신 중계 장치(10) 및 타 이동 무전기로부터 멀리 떨어져있어 이동 무전기(2)와 타 이동 무전기가 제1주파수 대역의 VHF 신호를 이용하여 음성 통화하는 것이 불가능하므로, 본 발명의 실시예에서 디지털 신호 처리부(300)는 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조된 이동 무전기(2)의 제2주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 제1방향으로 송신함으로써, 타 이동 무전기가 상기 이동 무전기(2)의 제2주파수 대역의 VHF 신호를 수신하여 음성 통화할 수 있도록 한다.
이와 같이, 2주파 단신 중계 장치(10)들 사이에 위치하는 이동 무전기(2)들이 가까운 거리에 위치하는 경우에는 2주파 단신 중계 장치(10)를 거치지 않고 직접 제1주파수 대역의 VHF 신호를 송수신하여 음성 통화가 가능하고, 그렇지 않은 경우 2주파 단신 중계 장치(10)를 거쳐야 하지만, 현재 2주파 단신 중계 장치(10)들이 배치된 이격 거리에서는 2주파 단신 중계 장치(10)를 거치더라도 이동 무전기(2)들 간의 음성 통화가 불가능하다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 2주파 단신 중계 장치(10)들의 개수를 증가시키지 않고, 기존에 구축된 2주파 단신 중계 장치(10)들을 통해 이동 무전기(2)의 VHF 신호를 증폭 및 주파수 변조함으로써, 원거리로 이격된 이동 무전기(2)들 간의 음성 통화가 가능하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치(10)는 증폭부(400a, 400b), 검출부(500a, 500b), 및 컴바이너(600a, 600b) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
증폭부(400a, 400b)는 디지털 신호 처리부(300)를 통해 처리된 VHF 신호를 증폭한다. 증폭부(400a, 400b)는 제1주파수 대역의 VHF 신호 및 디지털 신호 처리부(300)에서 주파수 변조된 제2주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 상향 멀티플렉서(100) 또는 하향 멀티플렉서(200)로 전달한다. 증폭부(400a, 400b)는 상향 멀티플렉서(100) 및 하향 멀티플렉서(200)에 각각 연결되어 증폭된 VHF 신호를 전달한다. 이 경우, 주파수 변조된 제2주파수 대역의 VHF 신호는 제1방향으로만 송신되므로 증폭부(400a)는 제1주파수 대역의 VHF 신호 및 제2주파수 대역의 VHF 신호를 모두 증폭하고, 증폭부(400b)는 제1주파수 대역의 VHF 신호만을 증폭한다.
도 2에서는 디지털 신호 처리부(300) 및 증폭부(400a, 400b)를 별개의 구성으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 증폭부(400a, 400b)는 디지털 신호 처리부(300)에 포함되도록 구성될 수 있으며, 이 경우 전술한 바와 같이 디지털 신호 처리부(300)가 수신되는 제1주파수 대역의 VHF 신호에 대한 증폭 및 주파수 변조를 모두 수행할 수 있다.
검출부(500a, 500b)는 VHF 신호를 송신한 주체를 검출한다. 검출부(500a, 500b)는 상향 멀티플렉서(100) 또는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 VHF 신호를 송신한 주체를 검출한다.
구체적으로, 검출부(500a, 500b)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신된 VHF 신호의 세기가 기 설정된 기준세기 이상인 경우 수신된 VHF 신호가 VHF 중계 제어 장치(1)로부터 송신된 것으로 판단하고, 수신된 VHF 신호의 세기가 기준세기 보다 작은 경우 수신된 VHF 신호가 이동 무전기(2)로부터 송신된 것으로 판단할 수 있다.
이 때, 기준세기는 VHF 중계 제어 장치(1)로부터 가장 인접하게 배치된 2주파 단신 중계 장치(10)에서 측정되는 VHF 중계 제어 장치(1)의 VHF 신호 세기에 오차 범위를 포함하여 설정될 수 있다.
즉, VHF 중계 제어 장치(1)는 이동 무전기(2)에 비해서 훨씬 센 세기의 VHF 신호를 송신하기 때문에, 상기와 같이 기준세기를 설정해 놓고 수신된 VHF 신호의 세기를 기준세기와 비교함으로써 현재 상향 멀티플렉서(100) 또는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신된 VHF 신호를 송신한 주체가 VHF 중계 제어 장치(1)인지 이동 무전기(2)인지 판단할 수 있다.
또한, 검출부(500a, 500b)는 상향 멀티플렉서(100) 및 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 VHF 신호에 기초하여 이동 무전기(2)의 상대적인 위치를 검출할 수 있다.
상향 멀티플렉서(100) 및 하향 멀티플렉서(200)는 2주파 단신 중계 장치(10)에 포함된 구성으로서 2주파 단신 중계 장치(10)로부터 이격된 이동 무전기(2)에서 송신하는 VHF 신호는 상향 멀티플렉서(100) 및 하향 멀티플렉서(200)에 모두 수신될 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 신호 처리부(300)는 VHF 신호가 수신된 멀티플렉서가 어떤 멀티플렉서인지에 따라 전술한 바와 같이 해당 VHF 신호를 주파수 변조 또는 증폭하기 때문에, 2주파 단신 중계 장치(10)에 대해서 이동 무전기(2)의 상대적인 위치가 어디인지 알아야 한다.
따라서, 검출부(500a, 500b)는 VHF 신호를 수신한 타이밍 또는 수신된 VHF 신호의 세기 중 적어도 하나에 기초하여 이동 무전기(2)의 상대적인 위치를 검출할 수 있다.
구체적으로, 검출부(500a, 500b)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 VHF 신호를 수신한 타이밍이 하향 멀티플렉서(200)를 통해 VHF 신호를 수신한 타이밍 보다 빠르거나, 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신된 VHF 신호의 세기가 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신된 VHF 신호의 세기 보다 센 경우, 이동 무전기(2)가 2주파 단신 중계 장치(10)에 대해 제1방향에 위치하는 것으로 이동 무전기(2)의 위치를 검출할 수 있다.
반면, 검출부(500a, 500b)는 하향 멀티플렉서(200)를 통해 VHF 신호를 수신한 타이밍이 상향 멀티플렉서(100)를 통해 VHF 신호를 수신한 타이밍 보다 빠르거나, 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신된 VHF 신호의 세기가 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신된 VHF 신호의 세기 보다 센 경우, 이동 무전기(2)가 2주파 단신 중계 장치(10)에 대해 제2방향에 위치하는 것으로 이동 무전기(2)의 위치를 검출할 수 있다.
즉, 검출부(500a, 500b)는 상향 멀티플렉서(100) 및 하향 멀티플렉서(200) 중 VHF 신호를 더 빠르게 수신하거나 세기가 더 센 신호를 수신한 멀티플렉서 방향에 이동 무전기(2)가 위치하는 것으로 검출할 수 있다.
디지털 신호 처리부(300)는 이동 무전기(2)가 제1방향에 위치하는 것으로 검출되면 하향 멀티플렉서(200)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 VHF 신호를 차단하고, 이동 무전기(2)가 제2방향에 위치하는 것으로 검출되면 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신되는 이동 무전기(2)의 VHF 신호를 차단함으로써, 이동 무전기(2)와 더 가깝게 위치한 멀티플렉서를 통해 수신된 VHF 신호만을 증폭 또는 주파수 변조할 수 있다.
컴바이너(600a, 600b)는 상측과 하측에 구비되는 동일한 구조의 양방향 송수신 분리기로, 상향 멀티플렉서(100)와 하향 멀티플렉서(200)를 통해 각각 VHF 신호를 수신 및 송신하기 위한 하나의 포트로 구성된다. 컴바이너(600a, 600b)는 수신되는 VHF 신호를 검출부(500a, 500b)로 전달하여 송신 주체 또는 이동 무전기(2)의 상대적인 위치를 검출하도록 하거나, 수신되는 VHF 신호가 증폭부(400a, 400b)에 의해 증폭된 신호를 상향 멀티플렉서(100) 또는 하향 멀티플렉서(200)로 전달할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치(10)는 VHF 중계 제어 장치(1)와 가깝게 위치한 상향 멀티플렉서(100)와 하향 멀티플렉서(200)를 포함하므로, 2주파 단신 중계 장치(10)가 VHF 신호를 수신하여 신호 처리하는 경우는 아래와 같은 세 가지 예가 발생할 수 있다.
구체적으로, 2주파 단신 중계 장치(10)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 VHF 중계 제어 장치(1)의 VHF 신호를 수신하는 경우, 상향 멀티플렉서(100)를 통해 이동 무전기(2)의 VHF 신호를 수신하는 경우, 및 하향 멀티플렉서(200)를 통해 이동 무전기(2)의 VHF 신호를 수신하는 경우에 수신된 VHF 신호를 증폭 또는 주파수 변조하게 된다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치를 통한 VHF 신호 처리의 다양한 예를 통해 살펴보기로 한다. 다만, 이하에서 설명할 도 3 내지 도 6에 포함된 구성은 본 발명에 따른 도 2의 2주파 단신 중계 장치가 구현되는 하나의 예에 불과한 것으로, 본 발명에 이에 한정되지 않는다고 할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치와 VHF 중계 제어 장치 간의 신호 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 2주파 단신 중계 장치(10)의 상향에 해당하는 제1방향에 VHF 중계 제어 장치(1)가 존재하는 경우, 2주파 단신 중계 장치(10)는 VHF 중계 제어 장치(1)로부터 제1주파수 대역의 VHF 신호를 수신하면, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 2주파 단신 중계 장치(10)의 하향에 해당하는 제2방향으로 송신한다.
구체적으로, VHF 중계 제어 장치(1)와 인접하게 배치된 멀티플렉서는 상향 멀티플렉서(100)이므로, 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하고, 하향 멀티플렉서(200)를 통해 제2방향으로 송신한다.
따라서, 이러한 경우, 2주파 단신 중계 장치(10)에 대해 제2방향에 위치하는 이동 무전기는 2주파 단신 중계 장치(10)에 의해 VHF 중계 제어 장치(1)가 송신한 VHF 신호를 수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서 디지털 신호 처리부(300)는 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 하향 멀티플렉서(200)를 통해 제2방향으로 송신할 뿐만 아니라, 도 3에 도시된 바와 같이 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수를 변조하고 증폭하여 상향 멀티플렉서(100)를 통해 제1방향으로 송신하는 것도 가능하다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치를 통한 이동 무전기의 신호 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치(11, 12)들 사이에 이동 무전기(2a, 2b)들이 배치된 상태를 나타낸 예이다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 2주파 단신 중계 장치(11, 12)들 사이에 이동 무전기(2a, 2b)들이 배치된 상태에서 2주파 단신 중계 장치(11, 12)들에 의한 이동 무전기(2a, 2b)들의 VHF 신호 처리 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제12주파 단신 중계 장치(11)는 제1상향 멀티플렉서(110), 제1하향 멀티플렉서(210), 및 제1디지털 신호 처리부(310)를 포함하고, 제22주파 단신 중계 장치(12)는 제2상향 멀티플렉서(120), 제2하향 멀티플렉서(220), 및 제2디지털 신호 처리부(320)를 포함한다. 제12주파 단신 중계 장치(11) 및 제22주파 단신 중계 장치(12)의 각 구성들의 역할은 도 2를 통해 설명한 바와 동일하므로 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
제12주파 단신 중계 장치(11)의 제1디지털 신호 처리부(310)는 제1상향 멀티플렉서(110)를 통해 제1이동 무전기(2a)의 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수를 변조하고 증폭하여 제1상향 멀티플렉서(110)를 통해 제1방향으로 송신하고, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 제1하향 멀티플렉서(210)를 통해 제2방향으로 송신한다.
따라서, 제12주파 단신 중계 장치(11)에 대해 제1방향에 위치하는 제2이동 무전기(2b)는 제1상향 멀티플렉서(110)를 통해 송신되는 제2주파수 대역의 VHF 신호를 수신하여 제1이동 무전기(2a)와 음성 통화할 수 있다.
또한, 제1디지털 신호 처리부(310)는 제1상향 멀티플렉서(110)를 통해 제2이동 무전기(2b)의 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수를 변조하고 증폭하여 제1상향 멀티플렉서(110)를 통해 제1방향으로 송신하고, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 제1하향 멀티플렉서(210)를 통해 제2방향으로 송신한다.
따라서, 제12주파 단신 중계 장치(11)에 대해 제1방향에 위치하는 제1이동 무전기(2a)는 제1상향 멀티플렉서(110)를 통해 송신되는 제2주파수 대역의 VHF 신호를 수신하여 제2이동 무전기(2b)와 음성 통화할 수 있다.
또한, 제12주파 단신 중계 장치(11)에 대해 제2방향에 위치하는 타 이동 무전기는 제1하향 멀티플렉서(210)를 통해 송신되어 제12주파 단신 중계 장치(11)에 대해 제2방향에 위치하는 타 2주파 단신 중계 장치에서 주파수 변조된 제1이동 무전기(2a)의 제2주파수 대역의 VHF 신호를 수신하여 제1이동 무전기(2a)와 음성 통화할 수 있다.
제22주파 단신 중계 장치(12)의 제2디지털 신호 처리부(320)는 제2하향 멀티플렉서(220)를 통해 제2이동 무전기(2b)의 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 제2상향 멀티플렉서(120)를 통해 제1방향으로 송신한다.
이 때, 제2하향 멀티플렉서(220)는 제12주파 단신 중계 장치(11)의 제1디지털 신호 처리부(310)에 의해 주파수 변조된 제2이동 무전기(2b)의 제2주파수 대역의 VHF 신호를 함께 수신한다. 이 경우, 제2디지털 신호 처리부(320)는 제2하향 멀티플렉서(220)를 통해 수신된 제2이동 무전기(2b)의 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기와, 제1디지털 신호 처리부(310)에 의해 주파수 변조된 제2이동 무전기(2b)의 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기를 비교할 수 있다. 그리고, 제2디지털 신호 처리부(320)는 제2하향 멀티플렉서(220)를 통해 수신된 제2이동 무전기(2b)의 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기가 제1디지털 신호 처리부(310)에 의해 주파수 변조된 제2이동 무전기(2b)의 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기 보다 센 경우, 제2하향 멀티플렉서(220)를 통해 수신되는 제1디지털 신호 처리부(310)에 의해 주파수 변조된 제2이동 무전기(2b)의 제2주파수 대역의 VHF 신호를 차단할 수 있다.
반면, 제2디지털 신호 처리부(320)는 제2하향 멀티플렉서(220)를 통해 수신된 제2이동 무전기(2b)의 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기가 제1디지털 신호 처리부(310)에 의해 주파수 변조된 제2이동 무전기(2b)의 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기 이하인 경우, 제2하향 멀티플렉서(220)를 통해 수신되는 제1디지털 신호 처리부(310)에 의해 주파수 변조된 제2이동 무전기(2b)의 제2주파수 대역의 VHF 신호를 차단하지 않고, 제1주파수 대역의 VHF 신호와 함께 증폭하여 제2상향 멀티플렉서(120)를 통해 제1방향으로 송신한다.
제12주파 단신 중계 장치(11)는 제1증폭부(410a, 410b), 제1검출부(510a, 510b), 및 제1컴바이너(610a, 610b)를 포함할 수 있고, 제22주파 단신 중계 장치(12)는 제2증폭부(420a, 420b), 제2검출부(520a, 520b), 및 제2컴바이너(620a, 620b)를 포함할 수 있다.
이 경우, 제12주파 단신 중계 장치(11)의 제1하향 멀티플렉서(210)도 제1이동 무전기(2a)의 제1주파수 대역의 VHF 신호를 수신하지만, 제1검출부(510a, 510b)를 통해 제1이동 무전기(2a)가 제12주파 단신 중계 장치(11)에 대해 제1방향에 위치하는 것으로 검출되므로, 제1디지털 신호 처리부(310)는 제1하향 멀티플렉서(210)를 통해 수신되는 VHF 신호를 차단한다.
마찬가지로, 제22주파 단신 중계 장치(12)의 제2상향 멀티플렉서(120)도 제2이동 무전기(2b)의 제1주파수 대역의 VHF 신호를 수신하지만, 제2검출부(520a, 520b)를 통해 제2이동 무전기(2b)가 제22주파 단신 중계 장치(12)에 대해 제2방향에 위치하는 것으로 검출되므로, 제2디지털 신호 처리부(320)는 제2상향 멀티플렉서(120)를 통해 수신되는 VHF 신호를 차단한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치와 VHF 중계 제어 장치 사이에 이동 무전기가 위치한 경우의 신호 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 2주파 단신 중계 장치(10)의 상향에 해당하는 제1방향에 VHF 중계 제어 장치(1)가 존재하고, 2주파 단신 중계 장치(10)와 VHF 중계 제어 장치(1) 사이에 이동 무전기(2a, 2b)가 존재하는 경우, 2주파 단신 중계 장치(10)는 이동 무전기(2a, 2b)로부터 제1주파수 대역의 VHF 신호를 수신하면, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 2주파 단신 중계 장치(10)의 하향에 해당하는 제2방향으로 송신한다.
구체적으로, 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하고, 하향 멀티플렉서(200)를 통해 제2방향으로 송신한다.
따라서, 이러한 경우, 2주파 단신 중계 장치(10)에 대해 제2방향에 위치하는 타 이동 무전기는 2주파 단신 중계 장치(10)에 의해 제1주파수 대역의 VHF 신호를 수신하여 상기 이동 무전기(2a, 2b)들과 음성 통화할 수 있다.
또한, 2주파 단신 중계 장치(10)는 이동 무전기(2a)로부터 제1주파수 대역의 VHF 신호를 수신하면, 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조하고 증폭하여 2주파 단신 중계 장치(10)의 상향에 해당하는 제1방향으로 송신한다.
구체적으로, 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서(100)를 통해 수신된 이동 무전기(2a)의 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조하고 증폭하여, 상향 멀티플렉서(100)를 통해 제1방향으로 송신한다.
따라서, 이러한 경우, 2주파 단신 중계 장치(10)에 대해 제1방향에 위치하는 이동 무전기(2b)는 2주파 단신 중계 장치(10)로부터 송신되는 제2주파수 대역의 VHF 신호를 수신하여 상기 이동 무전기(2a)와 음성 통화할 수 있다.
즉, 이동 무전기(2a, 2b)들이 서로 멀리 이격된 경우에는 제1주파수 대역의 VHF 신호를 직접 송수신할 수 없어 음성 통화가 불가능한데, 본 발명의 실시예에서는 2주파 단신 중계 장치(10)를 통해 특정 이동 무전기(2a)의 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조하고 증폭하여 제1방향으로 송신함으로써, 이동 무전기(2b)가 제2주파수 대역의 VHF 신호를 수신하도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 2주파 단신 중계 장치(10)들의 개수를 증가시키지 않고, 기존에 구축된 2주파 단신 중계 장치(10)들을 통해 VHF 신호를 중계함으로써 원거리로 이격된 이동 무전기(2a, 2b)들 간의 음성 통화가 가능하도록 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치의 디지털 신호 처리부가 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조하는 과정에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치의 디지털 신호 처리부를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 디지털 신호 처리부의 제1변환기의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7의 디지털 신호 처리부의 제2변환기의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치의 디지털 신호 처리부(300)는 상향 멀티플렉서를 통해 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수를 변조하고, 이를 위해 도 7에 도시된 바와 같이, ADC(320), 제1변환기(330), 자동 이득 제어기(340), 제2변환기(350), 합성기(360), DAC(370), 및 제어기(390)를 포함한다. 상기에서는 채널1(CH1)이나 채널2(CH2)에 할당된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 채널3(CH3)이나 채널4(CH4)에 할당된 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조하는 경우를 예로 설명하였으나, 각 채널 별로 별도의 주파수 대역이 할당되어 두 개 이상의 채널을 이용하는 것도 가능하다. 따라서, 이하에서는 복수의 채널에 각각 할당된 주파수 대역의 VHF 신호를 주파수 변조하는 경우를 예로 살펴보기로 한다.
ADC(320)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. ADC(320)는 상향 멀티플렉서를 통해 수신되는 아날로그 타입의 VHF 신호를 디지털 타입의 VHF 신호로 변환한다. 본 발명에서 아날로그 타입의 VHF 신호를 ADC(320)를 이용하여 디지털 타입의 VHF 신호로 변환하는 이유는, 후술하는 바와 같이 이동 무전기로부터 수신되는 VHF 신호의 전력 레벨을 개별적으로 조절함에 있어서, 아날로그 타입의 VHF 신호의 경우 해당 주파수 대역의 신호에 대한 하모닉(Harmonic) 성분의 신호들로 인해 해당 주파수 대역의 신호를 정확하게 필터링 해내는 것이 쉽지 않으나, 디지털 타입의 VHF 신호의 경우 해당 주파수 대역의 신호만을 정확하게 필터링 해 낼 수 있기 때문에, 아날로그 타입의 VHF 신호를 디지털 타입의 VHF 신호로 변환하는 것이다.
다음으로, 제1변환기(330)는 ADC(320)에 의해 변환된 디지털 타입의 VHF 신호에 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 적용함으로써, 디지털 타입의 VHF 신호를 각 채널 별 디지털 I/Q 신호로 변환한다. 여기서, 디지털 I/Q신호는 디지털 타입의 VHF 신호의 주파수 대역이 기저대역으로 다이렉트 변환된 신호를 의미하는 것으로서, 본 발명은 디지털 타입의 VHF 신호를 각 채널 별 디지털 I/Q신호로 변환함에 있어서, 해당 채널의 주파수 신호뿐만 아니라 해당 채널의 위상 신호도 적용하기 때문에 디지털 타입의 VHF 신호를 보다 정확하게 다이렉트 변환할 수 있다. 이러한 제1변환기(330)의 구성을 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1변환기(330)는 각 채널을 위한 복수개의 믹서(332a~332n)와 복수개의 저역 필터(334a~334n)를 포함한다. 먼저, 각 채널 별 믹서(332a~332n)는 ADC(320)로부터 제공되는 디지털 타입의 VHF 신호에 해당 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 반영한다. 이때, 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호는 후술할 제어기(390)에 의해 증폭된 아날로그 타입의 VHF 신호로부터 검출되어 제공된다.
각 채널 별 저역 필터(334a~334n)는 각 채널 별 믹서(332a~332n)로부터 출력되는 신호를 저역 통과 필터링함으로써 주파수 및 위상 신호가 반영된 디지털 타입의 VHF 신호에서 각 채널 별로 기저대역의 디지털 I/Q 신호를 분리해 낸다.
이하에서는, 제1변환기(330)가 디지털 타입의 VHF 신호를 각 채널 별 디지털 I/Q신호로 변환하는 방법을 예를 들어 설명한다.
먼저, ADC(320)로부터 제공되는 디지털 타입의 VHF 신호가 아래의 수학식 1에 기재된 바와 같다고 가정할 때, 이러한 디지털 타입의 VHF 신호가 믹서(332a~332n)를 통과하게 되면, 즉 믹서(332a~332n)를 통해 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 해당 디지털 타입의 VHF 신호에 적용하면 해당 디지털 타입의 VHF 신호는 아래의 수학식 2와 같이 될 수 있고, 이때 해당 디지털 타입의 VHF 신호의 I값과 Q값은 아래의 수학식 3과 같이 될 수 있다. 이후 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호가 반영된 디지털 타입의 VHF 신호를 저역 필터(334a~334n)를 통해 저역 통과 필터링 하면 상술한 바와 같이 각 채널 별 디지털 I/Q신호를 획득할 수 있게 된다.
Figure 112016117075855-pat00001
Figure 112016117075855-pat00002
Figure 112016117075855-pat00003
상술한 도 8에 있어서는, 제1변환기(330)가 각 채널 별 저역 필터(334a~334n)를 포함하는 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예에 불과할 뿐 변형된 실시예에 있어서는 제1변환기(330)는 각 채널 별 믹서(332a~332n)만 포함하고, 각 채널 별 저역 필터(334a~334n)는 제1변환기(330)와 별개로 구성될 수도 있을 것이다.
다시 도 7을 참조하면, 복수개의 자동 이득 제어기(AGC, Auto Gain Controller)(340a~340n)는 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력 레벨을 자동이득제어를 통해 기준 전력레벨로 증폭시키는 역할을 한다.
구체적으로 각 채널 별 자동 이득 제어기(340a~340n)는 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력 레벨을 산출하고, 산출된 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력레벨과 후술할 제어기(390)로부터 제공되는 기준 전력레벨을 비교함으로써 그 차이만큼 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력레벨을 증폭시킨다.
이와 같이, 본 발명의 실시예는 자동 이득 제어기(340a~340n)를 통해 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력 레벨을 개별적으로 제어할 수 있어 서로 다른 전력 레벨을 가지는 디지털 I/Q신호들이 균일한 전력 레벨을 가지도록 할 수 있다.
이 때, 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력 레벨은 후술할 제어기(390)에 의해 해당 디지털 I/Q신호의 제곱평균제곱근을 이용하여 산출할 수 있다.
다음으로, 제2변환기(350)는 각 채널 별 자동 이득 제어기(340a~340n)로부터 제공되는 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호에 해당 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 적용함으로써 기저대역의 디지털 I/Q신호를 원래 대역의 디지털 타입의 VHF 신호로 변환한다. 이때, 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호에 적용되는 해당 채널의 주파수 신호 및 위상 신호는 상술한 제1변환기(330)에서와 같이 제어기(390)에 의해 검출되어 제공된다.
이러한 제2변환기(350)는 도 9에 도시된 바와 같이 각 채널 별로 구비된 복수개의 믹서(352a~352n)을 포함하는데, 이러한 믹서(352a~352n)는 각 채널 별 자동 이득 제어기(340a~340n)로부터 제공되는 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호에 후술할 제어기(390)로부터 제공되는 해당 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 적용함으로써 기저대역에서의 각 채널의 디지털 I/Q신호를 원래 대역에서의 각 채널의 디지털 타입의 VHF 신호로 변환한다.
상술한 실시예에 있어서는 제1변환기(330)와 제2변환기(350)가 별개의 구성요소인 것으로 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서 제1변환기(330)가 각 채널별 믹서(332a~332n)를 포함하고, 제2변환기(350) 또한 각 채널 별 믹서(352a~352n)를 포함하므로 제1변환기(330) 및 제2변환기(350)를 하나의 모듈로 구성할 수도 있을 것이다. 이러한 실시예에 따르는 경우 제1변환기(330)에 포함되는 복수개의 저역 필터(334a~334n)는 별도의 모듈로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상술한 실시예에 있어서는 각 채널 별 자동 이득 제어기(340a~340n)로부터 출력된 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호가 제2변환기(350)로 바로 제공되는 것으로 기재하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 디지털 신호 처리부(300)가 각 채널 별 자동 이득 제어기(340a~340n)로부터 출력되는 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호를 저역 통과 필터링하는 복수개의 저역 필터(미도시)를 더 포함함으로써 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호로부터 잡음을 제거하여 잡음 없는 정제된 신호가 제2변환기(350)로 제공되도록 할 수 있다.
이와 같이 제2변환기(350) 또한 디지털 I/Q신호에 주파수 신호 및 위상 신호를 모두 적용하기 때문에, 디지털 I/Q신호를 보다 정확하게 디지털 타입의 VHF 신호로 변환할 수 있게 된다.
다시 도 7을 참조하면, 합성기(360)는 제2변환기(350)로부터 제공되는 원래 대역에서의 각 채널의 디지털 타입의 VHF 신호를 모두 합성함으로써, 각 채널의 디지털 타입의 VHF 신호들이 단일 채널 내에 서로 다른 주파수 대역에 위치하도록 한다.
본 발명에서는, 원래 대역의 디지털 타입의 VHF 신호를 기저대역에서의 각 채널 별 디지털 I/Q신호로 변환한 후 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력 레벨을 조절하기 때문에, 기저 대역의 디지털 I/Q신호를 원래 대역으로 복원한 후 각 채널의 방송신호를 합성하여야 한다.
다음으로, DAC(370)는 합성기(360)에 의해 합성되어 하나의 채널에 포함된 디지털 타입의 VHF 신호를 아날로그 타입의 VHF 신호로 변환하여 상향 멀티플렉서를 통해 송신한다.
본 발명의 실시예에 따른 철도용 2주파 단신 중계 장치의 디지털 신호 처리부(300)는 제1증폭기(310), 및 제2증폭기(380)를 더 포함할 수 있다.
제1증폭기(310)는 이동 무전기(2)로부터 송신되는 아날로그 타입의 VHF 신호를 상향 멀티플렉서를 통하여 수신하여 선형 증폭한다. 이러한 제1증폭기(310)는 서로 다른 이동 무전기(2)로부터 수신되는 아날로그 타입의 VHF 신호들 중 전력 레벨이 낮은 신호들을 증폭할 수 있다.
제2증폭기(380)는 DAC(370)에 의해 변환된 아날로그 타입의 VHF 신호를 실제 사용하기 위한 높은 전력 레벨로 선형 증폭할 수 있다.
제어기(390)는 상술한 제1증폭기(310)를 통해 증폭된 아날로그 타입의 VHF 신호로부터 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 검출하고, 검출된 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 상술한 제1변환기(330) 및 제2변환기(350)로 제공한다.
또한, 제어기(390)는 기준 전력 레벨을 설정하여 상술한 각 채널 별 자동 이득 제어기(340)로 제공하고, 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력레벨을 산출하여 상술한 각 채널 별 자동 이득 제어기(340)로 제공한다. 이때, 제어기(390)는 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력레벨은 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 제곱평균제곱근을 이용하여 산출할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제어기(390)는 DAC(370)로부터 출력되는 아날로그 타입의 VHF 신호의 전력레벨이 균일하지 않거나, 균일하지만 기준 전력레벨과 동일하지 않은 경우, DAC(370)로부터 출력되는 아날로그 타입의 VHF 신호의 전력레벨을 균일하게 하거나, 기준 전력레벨과 동일하게 하기 위한 피드백 정보를 생성하여 상술한 각 채널 별 자동 이득 제어기(340)로 제공할 수 있다. 이를 통해 각 채널 별 자동 이득 제어기(340)로 입력되는 차후 디지털 I/Q신호의 전력레벨이 균일해지거나, 기준 전력레벨과 동일해지도록 할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 제어기(390)는, 각 채널 별 자동 이득 제어기(340a~340n)에 의해 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력레벨과 기준 전력레벨을 비교하여 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력레벨이 기준 전력레벨과 상이한 것으로 판단되면, 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력레벨과 기준 전력레벨을 이용하여 보정계수를 산출하고, 산출된 보정계수를 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호에 반영함으로써 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q신호의 전력레벨을 보정할 수도 있다.
상기에서는 디지털 신호 처리부(300)가 디지털 주파수 변조 방식에 기초하여 제1주파수 대역의 VHF 신호를 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조하는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 디지털 신호 처리부(300)는 RF 변파 방식을 통해 주파수를 변조하는 것도 가능하고, VHF 신호의 주파수 대역을 변환할 수 있는 방식은 무엇이든 이용할 수 있을 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: VHF 중계 제어 장치 2: 이동 무전기
3: 누설동축케이블 10: 2주파 단신 중계 장치
100: 상향 멀티플렉서 200: 하향 멀티플렉서
300: 디지털 신호 처리부 310: 제1증폭기
320: ADC 330: 제1변환기
340a~340n: 자동 이득 제어기 350: 제2변환기
360: 합성기 370: DAC
380: 제2증폭기 390: 제어기
400a, 400b: 증폭부 500a, 500b: 검출부
600a, 600b: 컴바이너

Claims (15)

  1. 이동 무전기 또는 VHF 중계 제어 장치와 VHF 신호를 송수신하는 상향 멀티플렉서와, 상기 상향 멀티플렉서에 비해 상기 VHF 중계 제어 장치로부터 상대적으로 멀게 배치되어 상기 이동 무전기와 VHF 신호를 송수신하는 하향 멀티플렉서; 및
    상기 상향 멀티플렉서 또는 하향 멀티플렉서를 통해 수신된 VHF 신호를 증폭하거나 상기 수신된 VHF 신호의 주파수를 변조하는 디지털 신호 처리부(Digital Signal Processor)를 포함하고,
    상기 디지털 신호 처리부는 상기 상향 멀티플렉서를 통해 이동 무전기의 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 상기 제1주파수 대역과 소정의 간격을 갖는 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수를 변조하고 증폭하여 상기 상향 멀티플렉서를 통해 상기 VHF 중계 제어 장치 방향에 해당하는 제1방향으로 송신하고, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 상기 하향 멀티플렉서를 통해 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 송신하고,
    상기 상향 멀티플렉서는 2주파 단신 중계 장치로부터 상기 제1방향에 위치한 타 2주파 단신 중계 장치의 하향 멀티플렉서, 또는 상기 VHF 중계 제어 장치와 누설 동축케이블로 연결되고,
    상기 하향 멀티플렉서는 상기 2주파 단신 중계 장치로부터 상기 제2방향에 위치한 타 2주파 단신 중계 장치의 상향 멀티플렉서와 누설 동축케이블로 연결되는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부는,
    상기 제1주파수 대역의 VHF 신호를 상기 제2주파수 대역의 VHF 신호로 주파수 변조할 때, 상기 하향 멀티플렉서를 통해 수신되는 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조된 상기 이동 무전기의 제2주파수 대역의 VHF 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부는,
    상기 하향 멀티플렉서를 통해 이동 무전기의 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 상기 상향 멀티플렉서를 통해 상기 제1방향으로 송신하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부는,
    상기 하향 멀티플렉서를 통해 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조 및 증폭된 상기 이동 무전기의 제2주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기와 상기 수신된 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기를 비교하고, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기가 상기 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기 보다 센 경우 상기 제2주파수 대역의 VHF 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부는,
    상기 하향 멀티플렉서를 통해 타 2주파 단신 중계 장치에 의해 주파수 변조 및 증폭된 상기 이동 무전기의 제2주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기와 상기 수신된 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기를 비교하고, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호의 세기가 상기 제2주파수 대역의 VHF 신호의 세기 이하인 경우 상기 제2주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 상기 상향 멀티플렉서를 통해 상기 제1방향으로 송신하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부는, 상기 상향 멀티플렉서를 통해 상기 VHF 중계 제어 장치의 제1주파수 대역의 VHF 신호가 수신되면, 상기 수신된 제1주파수 대역의 VHF 신호를 증폭하여 상기 하향 멀티플렉서를 통해 상기 제2방향으로 송신하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상향 멀티플렉서 또는 상기 하향 멀티플렉서를 통해 수신된 VHF 신호를 송신한 주체를 검출하는 검출부를 더 포함하고,
    상기 검출부는, 상기 상향 멀티플렉서를 통해 수신된 VHF 신호의 세기가 기 설정된 기준세기 이상인 경우 상기 수신된 VHF 신호가 상기 VHF 중계 제어 장치로부터 송신된 것으로 판단하고, 상기 수신된 VHF 신호의 세기가 상기 기준세기 보다 작은 경우 상기 수신된 VHF 신호가 이동 무전기로부터 송신된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이동 무전기의 VHF 신호가 수신되면 상기 이동 무전기의 상대적인 위치를 검출하는 검출부를 더 포함하고,
    상기 검출부는, 상기 VHF 신호를 수신한 타이밍 또는 수신된 VHF 신호의 세기 중 적어도 하나에 기초하여 상기 이동 무전기의 상대적인 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 상향 멀티플렉서를 통해 상기 VHF 신호를 수신한 타이밍이 상기 하향 멀티플렉서를 통해 상기 VHF 신호를 수신한 타이밍 보다 빠르거나, 상기 상향 멀티플렉서를 통해 수신된 상기 VHF 신호의 세기가 상기 하향 멀티플렉서를 통해 수신된 상기 VHF 신호의 세기 보다 센 경우, 상기 이동 무전기가 상기 제1방향에 위치하는 것으로 상기 이동 무전기의 위치를 검출하고,
    상기 하향 멀티플렉서를 통해 상기 VHF 신호를 수신한 타이밍이 상기 상향 멀티플렉서를 통해 상기 VHF 신호를 수신한 타이밍 보다 빠르거나, 상기 하향 멀티플렉서를 통해 수신된 상기 VHF 신호의 세기가 상기 상향 멀티플렉서를 통해 수신된 상기 VHF 신호의 세기 보다 센 경우, 상기 이동 무전기가 상기 제2방향에 위치하는 것으로 상기 이동 무전기의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부는,
    상기 이동 무전기가 상기 제1방향에 위치하는 것으로 검출되면 상기 하향 멀티플렉서를 통해 수신되는 상기 이동 무전기의 VHF 신호를 차단하고, 상기 이동 무전기가 상기 제2방향에 위치하는 것으로 검출되면 상기 상향 멀티플렉서를 통해 수신되는 상기 이동 무전기의 VHF 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 상향 멀티플렉서 또는 상기 하향 멀티플렉서는 상기 이동 무전기로부터 아날로그 타입의 VHF 신호를 수신하고,
    상기 디지털 신호 처리부는, 상기 수신된 아날로그 타입의 VHF 신호를 디지털 타입의 VHF 신호로 변환하는 ADC;
    채널 별로 대응되는 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 이용하여 상기 디지털 타입의 VHF 신호를 각 채널 별 디지털 I/Q 신호로 변환하는 제1변환기;
    자동이득제어를 통해 상기 각 채널 별 디지털 I/Q 신호의 전력레벨을 기준 전력레벨로 증폭시키는 복수개의 AGC;
    상기 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 이용하여 상기 증폭된 각 채널 별 디지털 I/Q 신호를 각 채널 별 디지털 타입의 VHF 신호로 변환하는 제2변환기;
    상기 각 채널 별 디지털 타입의 VHF 신호를 합성하는 합성기;
    상기 합성된 디지털 타입의 VHF 신호를 아날로그 타입의 VHF 신호로 변환하는 DAC; 및
    상기 아날로그 타입의 VHF신호로부터 상기 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 검출하고, 상기 각 채널 별 디지털 I/Q 신호의 전력레벨을 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디지털 신호 처리부는,
    상기 수신된 아날로그 타입의 VHF 신호를 증폭하여 상기 ADC로 제공하는 제1증폭기; 및
    상기 DAC로부터 제공되는 아날로그 타입의 VHF 신호를 증폭하여 상기 상향 멀티플렉서로 제공하는 제2증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1변환기는, 상기 각 채널의 주파수 신호 및 위상 신호를 상기 디지털 타입의 VHF 신호에 각각 적용하는 복수개의 믹서; 및
    상기 믹서로부터 출력되는 신호를 저역 통과 필터링 하여 상기 각 채널 별 디지털 I/Q신호를 출력하는 복수개의 저역 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 DAC로부터 출력되는 상기 아날로그 타입의 VHF 신호의 전력레벨이 상기 기준 전력레벨과 상이하거나 균일하지 않은 경우, 상기 DAC로부터 출력되는 아날로그 타입의 VHF 신호의 전력레벨을 상기 기준 전력레벨과 동일하게 하거나 균일하게 하기 위한 피드백 정보를 생성하여 상기 AGC로 제공하는 것을 특징으로 하는 철도용 2주파 단신 중계 장치.
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